不同品种观赏型铁线莲叶绿素荧光特性的研究.pdf

不同品种观赏型铁线莲叶绿素荧光特性的研究 王诗娴 洪 玉 蔡 磊 周豆豆 陶玉彪 李亚鹏 盛 璐 滁州学院土木与建筑工程学院 安徽滁州 239000 摘 要 以6种观赏型铁线莲为主要研究对象 通过利用叶绿酸测定仪 SPAD 502Plus 测定植物叶片的叶绿素含量 利用Fluor PenFP10掌上叶绿素荧光仪测定并分析植物的叶绿素荧光快速动力学曲线 OJIP 和叶绿素荧光参数 比较6种铁线莲叶绿素含 量与叶绿素荧光特性 结果表明铁线莲 王梦 红 色 公 主 紫铃铛 表现出良好的生长优势 为观赏型铁线莲品种的高效栽培提供 参考 关键词 铁线莲 叶绿素含量 叶绿素荧光 地点为安徽省滁州学院土木楼317实验室 1 2 试验方法 1 2 1 实验仪器 叶绿素测定仪SPAD 502Plus Fluor PenFP10掌上叶绿素荧光仪 1 2 2 叶绿素含量的测定 选用生长条件基本相同 光 照充足的5片健康成熟叶片 进行叶绿素含量的测定 将叶片洗净 晾干之后 用叶绿素测定仪 SPAD 502Plus进行测定试验 每片测定6次 最后得 出平均值并记录 1 2 3 叶绿素荧光参数的测定 采用FluorPenFP10掌 上叶绿素荧光仪 测定6种观赏型铁线莲的叶绿素荧 光参数的原始参数和比值参数 测量时间选在晴朗无 云 阳光强烈的气候条件下进行 一般选在上午9 00 11 00 测定当天气温为15 20 每个品种选取5 片健康 成熟的叶片 进行30min暗适应后 测定固定 荧光 F0 最大荧光 Fm 可变荧光 FV 及光系统 PS 最大光能转化速率 FV Fm 1 3 统计数据与分析 使用MicrosoftExcel2010记录数据并统计分析 记录的数据选取5次重复实验的平均值 2 结果与分析 2 1 不同品种铁线莲的叶绿素含量比较分析 叶绿素相对含量 SPAD 是直接反映植物光合作 用和生长情况的重要参数 是参与光合作用的重要色 素 从图2可以看出 叶片叶绿素相对含量 SPAD值 最多的铁线莲品种是铁线莲 红 色 公 主 最 少 的 是 铁 线莲 王梦 而铁线莲 紫铃铛 神秘面纱 的叶绿素 铁线莲属 隶属于毛茛科 Ranuncu laceae 约350种 中国约140种 铁线莲属植物花期 长 花型独特 是优良的藤本植物 园林中广泛应用 铁 线莲品种3000多种 是目前阳台新兴花卉 市场应用 前景广泛 1 4 叶绿素在植物生长发展的历程中是不可或缺的色 素 5 7 其浓度水平和荧光特征都是评估植株光合能力 的关键指标 8 10 叶绿素荧光参数不仅是光合能力和 栽培适应性的重要参数 11 13 还可以反映植株叶片的 光化学反应活力和自身防护能力 14 以及光化学反 应中心环境因子胁迫所导致的植物光合过程的各种改 变 15 16 植物通过进行叶片的各种叶绿素荧光参数分 析 可以直接用来研究外部环境对植株生长的影响 同 时 也可以为种源和良种的筛选提供借鉴意义 17 研究 植物叶片的叶绿素荧光特性 是植物研究其自身光合 机制关系和外部环境影响的主要手段 观赏型铁线莲 王梦 胭脂扣 神秘面纱 紫铃铛 红 色 公 主 啤 酒 等 品 种 叶 绿 素 的 相 关 研究较少 本研究以6种铁线 莲为试验材料 采用叶绿素荧光技术 在相同环境下 测定与分析6种观赏型铁线莲叶绿素荧含量 叶绿素 荧光参数 以期为铁线莲的高效优质栽培和优良品种 的选择给予一些理论依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 铁线莲品种类繁多 包含佛罗里达型 长瓣型 全 缘型 常 绿型等 选择美洲红花型的铁线莲 红色公主 图1a 佛罗里达型的铁线莲 神秘面纱 图1b 全 缘型的铁线莲 紫铃铛 图1c 德克萨斯型的铁线莲 王梦 图1d 大道矮生型的铁线莲 啤酒 图1e 铃铛型的铁线莲 胭脂扣 图1f 进行实验研究 试验 基金项目 安徽省新农科研究与改革实践项目 2020 xnk05 滁州学 院开放实验项目 kfsy2148 滁州学院土木与建筑工程学院开放实 验项目 2020sys019 安徽省大学生创新创业训练计划项 S201910377157 国家级大学生创新创业训练计划项目 202010377039 作者简介 王 诗娴 2002 女 安徽合肥人 本 科 在 读 研究方向 园 林 植物应用 通信作者 盛璐 博士 讲师 研究方向 园林植物应用 图1a 红色公主 图1b 神秘面纱 图1c 紫铃铛 图1d 王梦 图1e 啤酒 图1f 胭脂扣 2022年第13期 现代园艺 试验研究 图1a红色公主 1b神秘面纱 1c紫铃铛 輥輱訛 含量相接近 2 2 不同品种铁线莲叶绿素荧光参数分析 2 2 1 不同品种铁线莲叶片的Fo Fj Fi Fm差异分析 Fo Fj Fi Fm是叶片叶绿素荧光变化的4个阶段 19 植 物光反应中心保护机制的变化 以及反射光能的效率 可在Fo中反映 越低 则说明反射光能的效率越高 20 而由表1可发现 铁线莲 王梦 胭脂扣 的Fo值较 高 铁线莲 红色公主 啤酒 的Fo值较低 表明铁线 莲 红色公主 啤酒 的叶片反射光能的效率也较高 Fj是 OJIP曲线J相荧光强度 Fi是OJIP曲线I 相荧光强度 Fm是当整个PS 全部关闭时到达P点 的荧光强度大小 反映光系统输送电子的最大能力 由表1可以看出 王梦 紫铃铛 Fj值较高 红色公 主 紫铃铛 Fi和Fm值都比较高 啤酒 的Fj Fi Fm 值都最低 阐明 紫铃铛 PS 反应中心的活性比较 高 并且它的PS 电子传递效率更强 最高 植物吸收的光能转换为化学能会愈加有效果 2 2 3 不同品种铁线莲叶片的Mo PiAbs Sm 差异分 析 由表2可知 啤酒 叶片比其他铁线莲品种QA 被还原的速率更快 更需要电子和能量满足QA 的被 还原 也比其他铁线莲品种所需的电子更多 能量更 多 所以到达最大荧光含量所必需的工夫就越长 与 其他铁线莲属品种相比 红色公主 的光合效率更高 对逆境和胁迫的反应更敏感 而 啤酒 的光合效益最 差 对环境因子的变化反应较慢 图2 铁线莲不同品种叶片的叶绿素含量 表1 不同品种铁线莲叶片的Fo Fj Fi Fm差异分析 种类 王梦 红色公主 紫铃铛 神秘面纱 胭脂扣 啤酒 Fo 17042 14038 16002 15169 16884 13979 Fm 52173 55626 54982 48623 46339 33596 Fj 34103 31795 33291 29884 31600 23927 Fi 48695 50795 50834 43974 43413 30735 2 2 2 不同品种铁线莲叶片的Fm Fo Fv Fo Fv Fm 差异分析 Fm Fo和Fv Fo是Fv Fm的另外一种诠释模 式 21 由图3可以看出 红色公主 的Fv Fo Fm Fo值 最高 紫铃铛 神秘面纱 的Fv Fo Fm Fo值比较高 啤酒 值最低 红色公主 的Fv Fm值较高 王梦 紫铃铛 神秘面纱 胭脂扣 Fv Fm 值无显著差异 啤酒 Fv Fm值较低 表明 红色公主 的PS 内在光 化学活性高一些 而且它的 PS 原始光能光化学效率 图3 铁线莲不同品种叶片的Fm Fo Fv Fo Fv Fm差异分析 表2 不同品种铁线莲叶片的Mo PiAbs Sm差异分析 种类 王梦 红色公主 紫铃铛 神秘面纱 胭脂扣 啤酒 Mo 1 449 1 115 1 185 1 166 1 472 1 585 PiAbs 0 488 1 156 0 837 0 853 0 429 0 312 Sm 769 179 738 115 677 936 727 006 729 373 1064 676 2 2 4 不同品种铁线莲叶片的ABS RC TRo RC ETo RC DIo RC 差异分析 ABS RC TRo RC ETo RC DIo RC表达的是QA在还原状态的时侯单位 PS 反应中心的活性程度 22 天线色素的多少取决于 ABS RC 由表3可以得知 啤酒 的ABS RC值最高 所以其天线色素的含量最高 吸收的光能最多 铁线 莲 王梦 红 色 公 主 和 紫铃铛 ETo RC值较高 说明 它们PS 反应中心用来传递电子的能量较多 铁线莲 胭脂扣 王 梦 啤酒 DIo RC数值都高一些 表明其 PS 反应中心用于热耗散的能量较多 但这6个品种 中 红色公主 DIo RC的值最小 所以该品种用于热 耗散的能量最少 表 3 不同品种铁线莲叶片 ABS RC TRo RC ETo RC DIo RC差异分析 种类 王梦 红色公主 紫铃铛神秘面纱 胭脂扣 啤酒 ABS RC 4 463 3 484 3 771 3 952 4 642 6 851 TRo RC 2 979 2 595 2 661 2 606 2 841 2 938 ETo RC 1 530 1 480 1 477 1 439 1 369 1 126 DIo RC 1 483 0 890 1 109 1 345 1 802 1 648 3 结论与讨论 叶片叶绿素含量的变动会对Fm的数值造成严重 影响 6种铁线莲中叶片叶绿素荧光参数Fm值最大的 是 红色公主 表明其叶片吸收能力以及传递光能的 能力都很强 而且其 PS 电子传递能力较好 足够说 明其对环境的适应能力很强 Fv Fm和Fv Fo值都体现出了植物对光能的利用 率 有相关实验数据表明 植物在适合的生长条件下 Fv Fm值维持相对固定的范畴为0 75 0 85 23 本次试 验6个铁线莲品种中的 红色公主 紫铃铛 王 梦 Fv Fm值更接近0 75 说明这3个观赏型铁线莲品种 生长状况良好 然而 啤酒 的Fv Fm值低于0 65 说明 该品种没有得到很好的生长 其结构和功能受到一定 程度伤害 发生了一定的光抑制 相对来 下转第 17页 试验研究 现代园艺 2022年第13期 輥輲訛 上接第14页 说不适宜在滁州本地种植 研究表明 6个铁线莲品种当中 王梦 红 色 公 主 紫铃铛 的ETo RC值较高 王梦 的DIo RC参 数值较高 紫铃铛 的Fm Fo Fv Fo和Fm值都很高 红色公主 品种的铁线莲的Fv Fm和Fv Fo数值也是 最大 说明原初潜在光化学最高的是 红色公主 品种 与PiAbs值综合发展一起分析来看 红色公主 相对 于其他5种观赏型铁线莲 对光能的利用能力更强 而 且 它 的光 合 性能 最强 还拥 有足够光合碳同化需要的 能量 铁线莲 红色公主 也会形成更多的光合产物 所 以综合来讲 它是6种铁线莲中最优良的品种 王梦 红色公主 紫铃铛 表现出了良好的生长优势 为 以 后观赏型铁线莲品种的高效优质栽培与良种选择提供 一定的理论基础 收稿 2021 10 22 参考文献 1 TamuraM SystemClematidisAsiaeOreintalis J SciRepOsakaUniv 1955 4 43 55 2 TamuraM Morphology ecologyandphylogenyoftheRanuncu laceae J SciRepOsakaUniv 1967 16 2 21 43 3 TamuraM AclassificationofgenusClematis J ActaPhytotaxGeobot 1987 38 33 44 4 王文采 中国中国毛茛科植物小志 廿二 J 植物分类学报 1998 36 2 150 172 5 牟建梅 张国芹 刘凤军 白菜叶绿素含量的测定方法筛选 J 江苏 农业科学 2014 42 09 289 290 6 万修志 提取测定淡水藻中叶绿素a的方法研究 D 济南 山东建 筑大学 2011 7 张义 李恒 秋季叶喷尿素与磷酸二氢钾对李树叶片衰老相关生理 指标的影响 J 南方农业 2008 2 6 14 15 8 赵明水 刘欣欣 张明如 浙西北15个树种叶片叶绿素含量分析 J 浙江林业科技 2014 34 2 49 52 9 李佳佳 于旭东 蔡泽坪 等 高等植物叶绿素生物合成研究进展 J 分子植物育种 2019 17 18 6013 6019 10 AshrafM HarrisPJC Photosynthesisunderstressfulenvironments An overview J Photosynthetica 2013 51 2 163 190 11 LIXN ASHIHARAH vEffectsofinorganicphosphateonsugar catabolismbysuspensionculturedCatharanthusroseus J Phytochemistry 1990 29 2 497 500 12 LAZRD Thepolyphasicchlorophyl afluorescencerisemeasured underhighintensityofexcitinglight J FunctionalPlantBiology 2006 33 1 9 30 13 童小芹 王淑智 夏咏 等 应用叶绿素荧光技术快速预警乌鲁木齐 典型农作物干旱胁迫 J 干旱区研究 2013 30 5 860 866 14 刘晓晴 常宗强 马亚丽 等 胡杨 异形叶叶绿 素荧光动力学 J 中国沙漠 2014 34 3 704 711 15 李瑞 文 涛 唐艳 萍 等 遮阴对大豆幼苗光合和荧光特性的影响 J 草业学报 2014 23 6 198 206 16 陈辰 何小定 秦金舟 等 4种含笑叶片叶绿素荧光参数Fv Fm特 性的比较 J 安徽农业大学学报 2013 40 1 32 37 17 吴建慧 周蕴薇 戴思兰 两个山茶品种光合荧光参数日变化对春 季低温的响应 J 经济林研究 2012 30 1 40 44 18 任丽娟 何聃 邢鹏 等 湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进 展 J 生物多样性 2013 21 4 421 432 19 张守仁 叶绿素荧光动力学参数的意义及讨论 J 植物学通报 1999 16 4 444 448 20 孙文帅 秦宁 王菲 等 白花丹参和紫花丹参叶绿素荧光日变化比 较研究 J 特产研究 2019 4 1 8 11 21 张珍明 任春光 张玉武 等 施肥处理对青钱柳幼苗叶绿素荧光特 性的影响 J 北方园艺 2016 16 160 164 22 贾浩 郝建博 曹洪波 等 遮荫对 保 佳红 桃树叶片快速叶绿素荧 光诱导动力学曲线的影响 J 西北植物学报 2015 35 9 1861 1867 23 DemmigB BjrkmanO Comparisonoftheeffectofexces sivelight onchlorophyllfluorescence 77K andphotonyieldofO2evolutionin leavesofhigherplants J Planta 1987 171 2 171 184 苗一步成苗的可能性 通常兰花种子到成苗要经过无 菌播种 原球茎分化 生根壮苗和炼苗移栽4个步骤 需要继代培养2 3次 因此 研究鹅毛玉凤花无菌苗 一步成苗需要对培养基中的营养成分和生长调节剂配 比作出调整 1 2MS培养基上的种子萌发率高于MS 说明低盐分培养基更有利于种子萌发 生长素NAA对 种子萌发有一定作用 但萌发后的原球茎无法继续分 化生长 需要转入含分裂素的分化培养基上做继代培 养 细胞分裂素可刺激细胞分裂 促进芽分化和生长 试验结果表明 未添加分裂素的萌发培养基无法做到 一步成苗 在KT TDZ和6 BA中 1 5mg LTDZ对原 球茎直接分化成苗的促进作用最佳 但能够一步成苗 的处理组的成苗率并不高 且同一种培养基上成苗所 耗时间不同 可能是由于生长调节剂浓度配比和培养 条件设置不准确或者需要添加一些营养物质如香蕉 椰青 马铃薯等来促进植株器官组织生长 9 后续还需 通过试验研究其他因素对其影响 探索一步成苗的最 佳方法 鹅毛玉凤花的种子萌发后形成的原球茎可以促使 它直接分化形成完整的植株 也可以进行原球茎的增 殖和丛生苗的诱导 从而获得大量的组培苗 而研究其 一步成苗的方法意在快速得到成年植株 缩短培养周 期 节约人工和培养成本 短期快速提供优质组培苗 为科学研究和大面积栽培奠定基础 10 收稿 2022 02 21 参考文献 1 陈心启 吉占和 罗毅波 中国野生兰科植物彩色图鉴 M 北京 科学 出版社 1999 250 2 陈谦海 贵州植物志 M 贵阳 贵州科技出版社 2004 389 3 陈娅娅 毛堂芬 李奇科 等 药用植物鹅毛玉凤花胚培养的研究 J 种子 Seed 2008 27 2 89 90 4 郑君爽 范义荣 宁惠娟 等 细胞分裂素对杂交兰原球茎生长的影 响 J 江苏农业科学 2011 39 5 234 235 5 陈娅娅 毛堂芬 李奇科 等 药用植物鹅毛玉凤花的组织培养与植 株再生 J 植物生理学通讯 2007 43 6 1136 6 陈娅娅 朱国胜 毛堂芬 等 鹅毛玉凤花内生真菌的初步研究 J 贵 州农业科学 2008 36 3 12 13 7 王思蕲 曹小勇 胡选萍 等 建兰种子萌发的影响因素研究 J 农业 与技术 2020 40 4 26 28 8 陈娅娅 朱国胜 毛堂芬 等 鹅毛玉凤花菌根真菌对鹅毛玉凤花无 菌幼苗生长的影响 J 贵州农业科学 2009 37 12 33 34 9 穆玉珍 朱美瑶 兰花组织培养研究进展 J 现代园艺 2021 1 24 26 10 邹晖 李海明 王伟英 等 白芨无菌小苗一步成苗培养基优化 J 黑 龙江农业科学 2018 7 130 132 2022年第13期 现代园艺 试验研究 輥輵訛